O que é uma estrela e como funciona?

As estrelas sempre intrigaram as pessoas, provavelmente desde o momento em que nosso ancestral mais antigo saiu e olhou para o céu noturno. Ainda saímos à noite, quando podíamos, e erguia os olhos, imaginando aqueles objetos cintilantes. Cientificamente, eles são a base da ciência da astronomia, que é o estudo das estrelas (e de suas galáxias). As estrelas desempenham papéis proeminentes em filmes de ficção científica, programas de TV e videogames como pano de fundo para contos de aventura. Então, quais são esses pontos cintilantes de luz que parecem dispostos em padrões no céu noturno?

Existem milhares de estrelas visíveis para nós da Terra, principalmente se observarmos em uma área de observação do céu realmente escuro). No entanto, somente na Via Láctea, existem centenas de milhões deles, nem todos visíveis para as pessoas na Terra. A Via Láctea não é apenas o lar de todas essas estrelas, contém "viveiros estelares", onde estrelas recém-nascidas estão sendo chocadas em nuvens de gás e poeira.

Todas as estrelas estão muito, muito distantes, exceto o sol. O resto está fora do nosso sistema solar. O mais próximo de nós é chamado Proxima Centaurie fica a 4,2 anos luz longe.

A maioria dos observadores de estrelas que observa há algum tempo começa a notar que algumas estrelas são mais brilhantes que outras. Muitos também parecem ter uma cor fraca. Alguns parecem azuis, outros brancos, e outros ainda desbotam tons de amarelo ou avermelhado. Há muitos diferentes tipos de estrelas no universo.

Nós nos aquecemos à luz de uma estrela - o sol. É diferente dos planetas, que são muito pequenos em comparação com o Sol, e geralmente são feitos de rochas (como Terra e Marte) ou gases frios (como Júpiter e Saturno). Ao entender como o Sol funciona, os astrônomos podem obter uma visão mais profunda de como todas as estrelas funcionam. Por outro lado, se eles estudarem muitas outras estrelas ao longo de suas vidas, é possível descobrir o futuro de nossa própria estrela também.

Como todas as outras estrelas do universo, o Sol é uma enorme e brilhante esfera de gás quente e brilhante, unida por sua própria gravidade. Ele vive na Via Láctea, junto com aproximadamente 400 bilhões de outras estrelas. Todos eles trabalham pelo mesmo princípio básico: fundem átomos em seus núcleos para produzir calor e luz. É assim que uma estrela funciona.

Para o Sol, isso significa que os átomos de hidrogênio são batidos juntos sob alto calor e pressão. O resultado é um átomo de hélio. Esse processo de fusão libera calor e luz. Esse processo é chamado de "nucleossíntese estelar" e é a fonte de muitos dos elementos no universo mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio. Assim, de estrelas como o Sol, o universo futuro receberá elementos como carbono, que serão produzidos à medida que envelhecem. Elementos muito "pesados", como ouro ou ferro, são feitos em estrelas mais massivas quando morrem, ou mesmo nas colisões catastróficas das estrelas de nêutrons.

Como uma estrela faz essa "nucleossíntese estelar" e não se desintegra no processo? A resposta: equilíbrio hidrostático. Isso significa que a gravidade da massa da estrela (que puxa os gases para dentro) é equilibrada pela pressão externa do calor e da luz - a radiação pressão - criada pela fusão nuclear que ocorre no núcleo.

Essa fusão é um processo natural e requer uma quantidade enorme de energia para iniciar reações de fusão suficientes para equilibrar a força da gravidade em uma estrela. O núcleo de uma estrela precisa atingir temperaturas superiores a 10 milhões de Kelvin para começar a fundir hidrogênio. Nosso Sol, por exemplo, tem uma temperatura central de cerca de 15 milhões de Kelvin.

Uma estrela que consome hidrogênio para formar hélio é chamada estrela de "sequência principal" o tempo todo, é um objeto que funde hidrogênio. Quando consome todo o seu combustível, o núcleo se contrai porque a pressão de radiação externa não é mais suficiente para equilibrar a força gravitacional. A temperatura do núcleo aumenta (porque está sendo compactada) e isso dá o suficiente "força" para começar a fusão dos átomos de hélio e começa a se transformar em carbono. Nesse ponto, a estrela se torna um gigante vermelho. Mais tarde, como fica sem combustível e energia, a estrela se contrai e se torna uma anã branca.

A próxima fase na evolução da estrela depende de sua massa, porque isso determina como isso vai acabar. Uma estrela de baixa massa, como o nosso Sol, tem um destino diferente de estrelas com massas mais altas. Vai explodir suas camadas externas, criando uma nebulosa planetária com uma anã branca no meio. Os astrônomos estudaram muitas outras estrelas que passaram por esse processo, o que lhes dá uma visão melhor de como o Sol terminará sua vida daqui a alguns bilhões de anos.

Estrelas de grande massa, no entanto, são diferentes do Sol em muitos aspectos. Eles vivem vidas curtas e deixam para trás restos lindos. Quando explodem como supernovas, lançam seus elementos ao espaço. O melhor exemplo de uma supernova é a Nebulosa do Caranguejo, em Touro. O núcleo da estrela original é deixado para trás enquanto o restante de seu material é explodido no espaço. Eventualmente, o núcleo pode comprimir para se tornar uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

Estrelas existem em bilhões de galáxias em todo o universo. Eles são uma parte importante da evolução do cosmos. Eles foram os primeiros objetos a formar-se há mais de 13 bilhões de anos atrás, e compreendiam as galáxias mais antigas. Quando eles morreram, eles transformaram o cosmos primitivo. Isso ocorre porque todos os elementos que eles formam em seus núcleos retornam ao espaço quando as estrelas morrem. E, finalmente, esses elementos se combinam para formar novas estrelas, planetas e até vida! É por isso que os astrônomos costumam dizer que somos feitos de "material estelar".

Editado por Carolyn Collins Petersen.